高CO2浓度对杂交水稻光合作用日变化的影响--FACE研究

作     者：景立权 赵新勇 周宁 钱晓晴 王云霞 朱建国 王余龙 杨连新 JING Liquan;ZHAO Xinyong;Zhou Ning;Qian Xiaoqing;WANG Yunxia;Zhu Jianguo;WANG Yulong;YANG Lianxin

作者机构：扬州大学江苏省作物遗传生理国家重点实验室培育点粮食作物现代产业技术协同创新中心扬州225009 扬州大学环境科学与工程学院扬州225009 中国科学院南京土壤研究所南京210008 

出 版 物：《生态学报》 (Acta Ecologica Sinica)

年 卷 期：2017年第37卷第6期

页      面：2033-2044页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(31571597,31371563,31171460) 国家自然科学基金国际(地区)合作与交流项目(31261140364) 中国博士后科学基金资助项目(2015M581870) 江苏省博士后科研资助计划(1501077C) 江苏高校优势学科建设工程项目资助 

主　　题：杂交稻 FACE(Free Air CO2 Enrichment) 二氧化碳 光合作用 日变化 适应 

摘      要：大气二氧化碳(CO_2)浓度增高导致全球变暖,但作为光合作用底物促进绿色作物的光合作用。为了明确高CO_2浓度对杂交水稻结实期光合日变化的影响,2014年利用稻田FACE(Free Air CO_2Enrichment)平台,以生产上曾创高产纪录的两个杂交稻新组合甬优2640和Y两优2号为供试材料,设置环境CO_2和高CO_2浓度(增200μmol/mol)两个水平,测定杂交稻抽穗期和灌浆中期光合作用日变化和成熟期生物量。结果表明,高CO_2浓度环境下两组合抽穗期叶片净光合速率均大幅增加(全天平均52%),但灌浆中期的平均增幅减半,其中Y两优2号这种光合下调表现更为明显。大气CO_2浓度升高使两杂交稻组合抽穗和灌浆中期叶片气孔导度均大幅下降,导致蒸腾速率下降而水分利用效率大幅增加,Y两优2号气孔导度和蒸腾速率对CO_2的响应上午大于下午,而甬优2640表现相反。尽管大气CO_2浓度升高使杂交稻结实期不同时刻胞间CO_2浓度均大幅增加,但对气孔限制值特别是胞间CO_2与空气CO_2浓度之比多无显著影响,两品种趋势一致。大气CO_2浓度升高对甬优2640地上部生物量及其组分的影响明显大于Y两优2号,CO_2与品种间多存在互作效应。以上结果表明,与甬优2640相比,Y两优2号最终生产力从高CO_2浓度环境中获益较少可能与该品种生长后期存在明显的光合适应有关,但这种光合适应似乎不是由气孔限制造成的。